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計算機是如何工作的:人人都能懂的計算機軟硬件工作原理 版權信息
- ISBN：9787111740131
- 條形碼：9787111740131 ; 978-7-111-74013-1
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
計算機是如何工作的:人人都能懂的計算機軟硬件工作原理 本書特色
本書是一本深入淺出闡釋計算機工作原理的入門實踐指南，旨在以一種易于理解的方式呈現計算機的基礎知識，探索以下主題：如何像軟件工程師一樣思考，用數據描述真實世界的概念；如何用歐姆定律和基爾霍夫定律分析電路的特性；如何像計算機一樣思考，練習二進制加法，一步一步地在腦海中執行一個程序。
本書涵蓋從電路設計到代碼編寫的廣泛主題，涉及二進制、電路、邏輯運算、算術運算、存儲器、時鐘信號、機器碼、匯編語言、高級編程語言、操作系統和互聯網等概念。除這些基本概念外，書中還提供了大量練習和41個動手實踐的設計任務，包括搭建數字電路、設計猜謎游戲、將十進制數轉換為二進制、檢查虛存使用情況、運行自己的網絡服務器等，幫助讀者鞏固所學知識。
計算機是如何工作的:人人都能懂的計算機軟硬件工作原理 內容簡介
本書是一本將理論與實踐有機結合的計算機工作原理實踐指南，包含41個實踐項目，涵蓋了從電路設計到代碼編寫的廣泛主題。通過本書，讀者將實踐構建數字電路、設計一個猜謎游戲、將十進制數字轉換為二進制、檢查虛擬內存使用情況、運行自己的Web服務器等，從引人入勝的實踐項目中學習如何像軟件工程師一樣思考、用數據描述真實世界的概念，使用歐姆定律和基爾霍夫定律分析電路的特性，以及如何像計算機一樣思考、一步一步地在腦海中執行一個程序。
計算機是如何工作的:人人都能懂的計算機軟硬件工作原理 目錄
目 錄 Contents
前言
致謝
技術審稿人簡介
第1章 計算機的概念1
1.1 計算機的定義1
1.2 模擬和數字2
1.2.1 模擬方法2
1.2.2 數字化3
1.3 數字系統4
1.3.1 十進制數4
1.3.2 二進制數5
1.4 位和字節6
1.5 前綴7
1.6 十六進制9
1.7 總結12
第2章 二進制13
2.1 數字化表示數據13
2.1.1 數字文本13
2.1.2 ASCII14
2.1.3 數字顏色和圖像16
2.1.4 表示顏色和圖像的方法17
2.1.5 解釋二進制數據18
2.2 二進制邏輯18
2.3 總結22
第3章 電路23
3.1 電學術語23
3.1.1 電荷24
3.1.2 電流24
3.1.3 電壓24
3.1.4 電阻25
3.1.5 水類比25
3.2 歐姆定律26
3.3 電路圖26
3.4 基爾霍夫電壓定律28
3.5 真實世界中的電路29
3.6 發光二極管30
3.7 總結32
設計1：搭建并測量電路32
設計2：搭建簡單的LED電路37
第4章 數字電路39
4.1 什么是數字電路39
4.2 用機械開關實現邏輯運算40
4.3 神奇的晶體管41
4.4 邏輯門43
4.5 用邏輯門進行設計45
4.6 集成電路46
4.7 總結48
設計3：用晶體管實現邏輯運算49
設計4：用邏輯門構建電路50
第5章 數字電路中的算術運算55
5.1 二進制加法55
5.2 半加器57
5.3 全加器58
5.4 4位加法器59
5.5 有符號數61
5.6 無符號數64
5.7 總結65
設計5：搭建半加器66
第6章 存儲器和時鐘信號68
6.1 時序邏輯電路和存儲器68
6.2 SR鎖存器69
6.3 在電路中使用SR鎖存器71
6.4 時鐘信號73
6.5 JK觸發器74
6.6 T觸發器76
6.7 在3位計數器中使用時鐘76
6.8 總結78
設計6：用NOR門搭建SR鎖存器78
設計7：搭建一個基本的自動販賣機
電路79
設計8：在自動販賣機電路中添加
延遲復位功能80
設計9：將鎖存器用作手動時鐘82
設計10：測試JK觸發器84
設計11：搭建3位計數器85
第7章 計算機硬件88
7.1 計算機硬件概述88
7.2 主存89
7.3 中央處理器92
7.3.1 指令集架構93
7.3.2 內部結構94
7.3.3 時鐘、內核和高速緩存95
7.4 其他組件98
7.4.1 輔存98
7.4.2 輸入/輸出99
7.5 總線通信101
7.6 總結102
第8章 機器碼與匯編語言103
8.1 軟件術語103
8.2 機器指令示例104
8.3 用機器碼計算階乘106
8.4 總結108
設計12：匯編語言中的階乘運算108
設計13：檢查機器碼117
第9章 高級編程121
9.1 高級編程概述121
9.2 C和Python簡介122
9.3 注釋122
9.4 變量123
9.4.1 C中的變量123
9.4.2 Python中的變量124
9.5 棧和堆125
9.5.1 棧125
9.5.2 堆126
9.6 算術運算127
9.7 邏輯運算129
9.7.1 按位運算符129
9.7.2 布爾運算符130
9.8 程序流131
9.8.1 if語句131
9.8.2 循環132
9.9 函數133
9.9.1 定義函數134
9.9.2 調用函數135
9.9.3 使用庫135
9.10 面向對象的編程136
9.11 編譯或解釋137
9.12 用C語言計算階乘138
9.13 總結140
設計14：查看變量141
設計15：改變Python中變量引用的值
類型143
設計16：棧或堆144
設計17：編寫猜謎游戲145
設計18：使用Python中的銀行
賬戶類146
設計19：用C語言實現階乘147
第10章 操作系統150
10.1 無操作系統編程150
10.2 操作系統概述151
10.3 操作系統系列152
10.4 內核模式和用戶模式154
10.5 進程155
10.6 線程157
10.7 虛存158
10.8 應用程序編程接口161
10.9 用戶模式氣泡和系統調用163
10.10 API和系統調用164
10.11 操作系統軟件庫165
10.12 應用程序二進制接口166
10.13 設備驅動程序167
10.14 文件系統167
10.15 服務和守護進程168
10.16 安全169
10.17 總結169
設計20：查看運行中的進程170
設計21：創建并觀察線程172
設計22：查看虛存173
設計23：嘗試操作系統API175
設計24：觀察系統調用177
設計25：使用glibc178
設計26：查看加載的內核模塊180
設計27：了解存儲設備和文件系統181
設計28：查看服務182
第11章 互聯網183
11.1 網絡術語183
11.2 互聯網協議套件185
11.2.1 鏈路層186
11.2.2 網絡層187
11.2.3 傳輸層190
11.2.4 應用層192
11.3 游歷互聯網192
11.4 互聯網基礎功能194
11.4.1 動態主機配置協議194
11.4.2 私有IP地址和網絡地址
轉換195
11.4.3 域名系統196
11.5 網絡即計算198
11.6 總結199
設計29：查看鏈路層199
設計30：查看網絡層200
設計31：查看端口使用情況201
設計32：跟蹤到達互聯網上一個主機
的路由203
設計33：查看IP地址203
設計34：查看設備IP是公有的還是
私有的204
設計35：在DNS中查找信息205
第12章 萬維網206
12.1 萬維網概述206
12.1.1 分布式網絡206
12.1.2 可尋址網絡207
12.1.3 鏈接網絡208
12.1.4 網絡協議209
12.1.5 可搜索的網絡211
12.2 網絡語言212
12.2.1 用HTML構造網絡212
12.2.2 用CSS設計網絡樣式215
12.2.3 用JavaScript編寫網絡腳本216
12.2.4 用JSON和
前言
致謝
技術審稿人簡介
第1章 計算機的概念1
1.1 計算機的定義1
1.2 模擬和數字2
1.2.1 模擬方法2
1.2.2 數字化3
1.3 數字系統4
1.3.1 十進制數4
1.3.2 二進制數5
1.4 位和字節6
1.5 前綴7
1.6 十六進制9
1.7 總結12
第2章 二進制13
2.1 數字化表示數據13
2.1.1 數字文本13
2.1.2 ASCII14
2.1.3 數字顏色和圖像16
2.1.4 表示顏色和圖像的方法17
2.1.5 解釋二進制數據18
2.2 二進制邏輯18
2.3 總結22
第3章 電路23
3.1 電學術語23
3.1.1 電荷24
3.1.2 電流24
3.1.3 電壓24
3.1.4 電阻25
3.1.5 水類比25
3.2 歐姆定律26
3.3 電路圖26
3.4 基爾霍夫電壓定律28
3.5 真實世界中的電路29
3.6 發光二極管30
3.7 總結32
設計1：搭建并測量電路32
設計2：搭建簡單的LED電路37
第4章 數字電路39
4.1 什么是數字電路39
4.2 用機械開關實現邏輯運算40
4.3 神奇的晶體管41
4.4 邏輯門43
4.5 用邏輯門進行設計45
4.6 集成電路46
4.7 總結48
設計3：用晶體管實現邏輯運算49
設計4：用邏輯門構建電路50
第5章 數字電路中的算術運算55
5.1 二進制加法55
5.2 半加器57
5.3 全加器58
5.4 4位加法器59
5.5 有符號數61
5.6 無符號數64
5.7 總結65
設計5：搭建半加器66
第6章 存儲器和時鐘信號68
6.1 時序邏輯電路和存儲器68
6.2 SR鎖存器69
6.3 在電路中使用SR鎖存器71
6.4 時鐘信號73
6.5 JK觸發器74
6.6 T觸發器76
6.7 在3位計數器中使用時鐘76
6.8 總結78
設計6：用NOR門搭建SR鎖存器78
設計7：搭建一個基本的自動販賣機
電路79
設計8：在自動販賣機電路中添加
延遲復位功能80
設計9：將鎖存器用作手動時鐘82
設計10：測試JK觸發器84
設計11：搭建3位計數器85
第7章 計算機硬件88
7.1 計算機硬件概述88
7.2 主存89
7.3 中央處理器92
7.3.1 指令集架構93
7.3.2 內部結構94
7.3.3 時鐘、內核和高速緩存95
7.4 其他組件98
7.4.1 輔存98
7.4.2 輸入/輸出99
7.5 總線通信101
7.6 總結102
第8章 機器碼與匯編語言103
8.1 軟件術語103
8.2 機器指令示例104
8.3 用機器碼計算階乘106
8.4 總結108
設計12：匯編語言中的階乘運算108
設計13：檢查機器碼117
第9章 高級編程121
9.1 高級編程概述121
9.2 C和Python簡介122
9.3 注釋122
9.4 變量123
9.4.1 C中的變量123
9.4.2 Python中的變量124
9.5 棧和堆125
9.5.1 棧125
9.5.2 堆126
9.6 算術運算127
9.7 邏輯運算129
9.7.1 按位運算符129
9.7.2 布爾運算符130
9.8 程序流131
9.8.1 if語句131
9.8.2 循環132
9.9 函數133
9.9.1 定義函數134
9.9.2 調用函數135
9.9.3 使用庫135
9.10 面向對象的編程136
9.11 編譯或解釋137
9.12 用C語言計算階乘138
9.13 總結140
設計14：查看變量141
設計15：改變Python中變量引用的值
類型143
設計16：棧或堆144
設計17：編寫猜謎游戲145
設計18：使用Python中的銀行
賬戶類146
設計19：用C語言實現階乘147
第10章 操作系統150
10.1 無操作系統編程150
10.2 操作系統概述151
10.3 操作系統系列152
10.4 內核模式和用戶模式154
10.5 進程155
10.6 線程157
10.7 虛存158
10.8 應用程序編程接口161
10.9 用戶模式氣泡和系統調用163
10.10 API和系統調用164
10.11 操作系統軟件庫165
10.12 應用程序二進制接口166
10.13 設備驅動程序167
10.14 文件系統167
10.15 服務和守護進程168
10.16 安全169
10.17 總結169
設計20：查看運行中的進程170
設計21：創建并觀察線程172
設計22：查看虛存173
設計23：嘗試操作系統API175
設計24：觀察系統調用177
設計25：使用glibc178
設計26：查看加載的內核模塊180
設計27：了解存儲設備和文件系統181
設計28：查看服務182
第11章 互聯網183
11.1 網絡術語183
11.2 互聯網協議套件185
11.2.1 鏈路層186
11.2.2 網絡層187
11.2.3 傳輸層190
11.2.4 應用層192
11.3 游歷互聯網192
11.4 互聯網基礎功能194
11.4.1 動態主機配置協議194
11.4.2 私有IP地址和網絡地址
轉換195
11.4.3 域名系統196
11.5 網絡即計算198
11.6 總結199
設計29：查看鏈路層199
設計30：查看網絡層200
設計31：查看端口使用情況201
設計32：跟蹤到達互聯網上一個主機
的路由203
設計33：查看IP地址203
設計34：查看設備IP是公有的還是
私有的204
設計35：在DNS中查找信息205
第12章 萬維網206
12.1 萬維網概述206
12.1.1 分布式網絡206
12.1.2 可尋址網絡207
12.1.3 鏈接網絡208
12.1.4 網絡協議209
12.1.5 可搜索的網絡211
12.2 網絡語言212
12.2.1 用HTML構造網絡212
12.2.2 用CSS設計網絡樣式215
12.2.3 用JavaScript編寫網絡腳本216
12.2.4 用JSON和
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計算機是如何工作的:人人都能懂的計算機軟硬件工作原理 作者簡介
馬修·賈斯蒂斯(Matthew Justice）是一位在微軟工作了17年的軟件工程師，從事過各種工作，包括調試Windows內核、開發自動修復程序，以及領導工程師團隊構建診斷工具和服務。他從事過從底層軟件開發到高級網絡應用程序開發的所有工作。他擁有電氣工程學位。業余時間，他喜歡與家人共度時光，共同遠足、閱讀、編曲并玩舊式電子游戲。
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